摘要：目前，煤矿井下变电所无人值守已经成为煤矿井下供电的一个重要发展方向。本文以肖家洼煤矿井下变电所为例，探讨了煤矿井下变电所无人值守优化改造的实施背景、方案、过程以及效果。
关键词：煤矿井下；变电所；无人值守
一、实施背景
煤矿井下变电所作为整个矿区电网中的一个节点,担负着矿区井下所有的用电负荷，变电所无人值守则为矿井供电发展的方向，肖家洼煤矿要实现井下变电所无人值守，首先需实现地面监测、控制、修改井下变电所设备参数的功能，即实现四遥 (遥信、遥测、遥控、遥调)功能，同时应具备对无人值守变电站的图像监控。煤矿无人职守变电所自动化系统的实现,对肖家洼煤矿区供电系统的精益化管理及矿井的提质增效有着很高的现实和经济意义。
二、实施方案
在肖家洼井下变电所无人值守的改造中，首先就要实现四遥功能，同时需解决有人值守变电所高开易发生的越级保护跳闸的问题，井下变电所通过高压防越级系统的构建，搭建环网，更换高开保护器，安装监控分站方式，实现数据信号的采集、传输、反馈，实现四遥功能且改善原变电所高开的越级跳闸问题。故井下变电所无人值守的关键就在于高压供电防越级跳闸系统的搭建。
我矿井下变电所高开型号分别为电光防爆、华夏防爆及八达电气，高开保护器也分为三种不同型号，均采用分段式过电流保护。按三段式保护理论，短路保护保护到线路全长的80%，带时延的过流保护作为后备保护保护到下级变电所的开关以下。而煤矿电网都是短电缆线路，门口短路和线路末端短路，开关感受到的短路电流基本上一样，造成上下级变电所短路保护无法进行配合，这样，就造成下级变电所的线路短路，上下级短路保护同时启动，造成越级跳闸的发生，同时不易实现地面监测、控制、修改井下变电所设备参数的功能。
防越级跳闸系统建设需注意以下事项：
1.要切实适合井下开关移动性大的实际
2.保护本地化，监控分析远程化
3.高压开关的保护功能要在开关本地实现，不做集中保护，尽可能不做远程保护，这样，保护功能不依赖于系统，保证在任何情况下都不失去保护；
4.对于一些不是毫秒必争的监控和分析，则在远程实现。像录波分析、谐波分析、电量分析，曲线分析，事故分析等都可以在地面监控机上实现；
5.保护相对独立，便于开关的移动互换，变电所的扩展，也便于维护。适合矿井的实际要求；
6.方案简单、原理可行、接入施工方便，维护方便才可靠，才实用；
7.环节越多，可靠性越低，可维护性越差；
8.先进性、可靠性、实用性相结合，才真正能够解决现实问题
9.保护器和分站都能够进行远程调试，远程诊断和远程维护以及远程软件升级。这样，更加有利于系统维护，有利于事故分析。
专用级联纵差光纤通道图
三、实施过程
根据以上条件，肖家洼煤矿井下变电所整套防越级跳闸系统主要由ZBT-11C级联纵差综合保护器（用于井下变电所联络开关），KJJ157本安保护通讯转发器,KDW660/12B隔爆兼本安型电源组成，将井下变电所具有供电联络功能的级联线路两端开关（称之为级联开关）的综合保护器更换为ZBT-11C级联纵差综合保护器，就可实现在原有保护功能的基础上增加了级联纵差保护，实现级联线路的纵差保护，避免了井下变电所高开的越级跳闸问题。
110kV变电站实际监测操作井下变电所高开设备界面图
为了实现信号的专网专用，同时保证信号传输的可靠性、利用已敷设好的光纤网络，将所有变电所的ZBT-11C保护器的纵差通讯电口利用KJJ157本安通讯转发器转换为光纤通讯接口，搭建数字光纤通道，构成光纤纵差专网，通过专网搭建，采集、传输、反馈数据信号，实现地面监测、控制、修改井下变电所设备参数的功能，即为井下变电所的无人值守做好准备工作。
110kV变电站视频实时监控界面图
其次需要实现对远方变电所现场环境的视频实时监控，这一点的实现，依托于原井下变电所的视频实时监控及国电南自在110kV变电站建造的视屏监控系统。
四．实施效果
通过井下视屏系统与高压供电防越级跳闸保护系统的建设，实现了视频实时监测井下变电所并于110kV变电站集中监测、控制、修改井下变电所设备参数的功能，使井下变电所已具备无人值守条件，本改造项目实现了变电所的远程、动画、动态监测、控制，待无人值守正式试运行稳定后，首先节省了煤矿用人成本，节省12个人工，即节约工资约100万元/年，其次通过地面操作井下高开停送电，避免人工操作可能出现的失误，保证了操纵人员的安全。同时待煤业验收通过，肖家洼煤矿变电所无人值守，将会是华电煤业集团第一家也是唯一一家实现变电所无人值守的千万吨大矿，在煤业系统具有领先地位和极大的推广价值，开创了煤业系统无人值守方面的先河。
参考文献：
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论文作者:刘林生
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
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